Energía
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Transformaciones de la energía
Una característica fundamental de la energía es que “no puede ser creada ni destruida”, pero si transformada de un tipo de energía en otra. Por ejemplo:
*La energía eólica, que en el molino de viento se transforma en energía mecánica presente en un eje que gira.
*La energía química del carbón mineral que en el proceso de combustión se transforma en energía térmica, esta energía térmica puede generar vapor de agua, que aplicado a una turbina de vapor genera energía mecánica.
*La energía hidráulica que en los molinos de agua o en las turbinas hidráulicas se transforma en energía mecánica.
*La energía mecánica que en una dinamo o en un alternador se transforma en energía eléctrica. La dinamo entrega corriente continua mientras que el alternador corriente alterna, es decir corriente cuyo sentido se invierte periódicamente.
*La energía química de las pilas, que por una reacción química se transforma en energía eléctrica.
*La energía nuclear que mantiene unida las partículas en el núcleo de cada átomo y que puede ser liberada bajo la forma de energía térmica y radiante.
*La energía eléctrica que en un motor se trasforma en energía mecánica, o en un calefactor en energía térmica.
*Le energía mecánica que con la fricción se transforma en energía térmica.
Conversores de energía:
Los conversores de energía son dispositivos o maquinas que convierten un tipo de energía en otra. Por ejemplo:
Conversores de energía | Energía de entrada | Energía de salida |
Motor eléctrico | Energía eléctrica | Energía mecánica |
pila | Energía química | Energía eléctrica |
Lámpara de luz | Energía eléctrica | Energía radiante |
cuerpo humano | Energía química | Energía mecánica |
Rendimiento:
En todo proceso de transformación de energía una parte de la energía se dispara bajo forma de calor. Para evaluar la relación entre la energía que entrega un dispositivo y la que absorbe se utiliza el concepto de rendimiento.
energía que absorbe
Energía primaria, secundaria y final.
Una fuente de energía primaria es toda forma de energía disponible en la naturaleza antes de ser convertida o transformada. Consiste pues en la energía contenida en los combustibles crudos y otras formas de energía que constituyen una entrada al sistema. Si no es utilizable directamente, debe ser transformada en una fuente de energía secundaria. En la industria energética se distinguen diferentes etapas: la producción de energía primaria, su almacenamiento y transporte en forma de energía secundaria, y su consumo como energía final.
El concepto se utiliza especialmente en estadística energética en el transcurso de la compilación de balances energéticos. Sin embargo, se suele identificar con energía primaria la energía que resulta de la primera transformación (como por ejemplo el calor nuclear, la electricidad eólica o hidráulica) y como energía final la que llega finalmente al utilizador (en el contador) pues son para las que se dispone de datos.
Así, por ejemplo la energía mecánica de un salto de agua es transformada en electricidad y al llegar al utilizador ésta puede ser empleada para diferentes usos (iluminación, producción de frío y calor...). Al nivel del utilizador pues, todas las formas de energía son sustituibles. Esta serie de transformaciones implican una cadena energética - como por ejemplo en la cadena petrolífera: extracción, transporte, refinado y distribución. Cada transformación se caracteriza por su rendimiento, siempre inferior a 1 debido a las pérdidas.
Fuentes de enrgía
La energía de que disponemos proviene:
* Del sol: combustibles fósiles, vientos, corrientes de agua, biomasa.
Los combustibles fósiles (carbón mineral, petróleo y gas natural), representan la energía solar acumulada a través de siglos.
Por otra parte el viento y los ríos (también fuentes productoras de energía) son consecuencias del calor del sol, que llega ala tierra calentando su superficie lo que provoca movimientos de aire y consecuentemente los vientos; o evaporando el agua que luego precipita bajo forma de lluvia que alimenta los ríos y mares, cerrando el ciclo meteorológico.
También la biomasa entendida como materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía, refiere a la biomasa útil en términos energéticos, por ejemplo las plantas transforman la energía radiante del Sol en energía química a través de la fotosíntesis, y parte de esa energía química queda almacenada en forma de materia orgánica; la energía química de la biomasa puede recuperarse quemándola directamente o transformándola en combustible. La biomasa de la madera, residuos agrícolas y estiércol continúa siendo una fuente principal de energía y materia útiles en países poco industrializados.
* Del proceso cósmico que dio nacimiento al sistema solar: energía nuclear y energía geotérmica.
* De la atracción gravitatoria sol – tierra – luna: energía de las mareas, menos importante que las dos antes mencionadas.
*Energías renovables y no renovables:
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Entre las que podemos mencionar: el sol, el viento, los ríos, las mareas, la madera y el carbón vegetal, etc.
Entendemos por fuentes de energía no renovables, a los combustibles fósiles que son recursos no renovables: no podemos reponer lo que gastamos. En algún momento, se acabarán, y tal vez sea necesario disponer de millones de años de evolución similar para contar nuevamente con ellos. Son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo, el gas natural y el carbón).
Diferentes formas de energía
Las diferentes formas en que se presenta la energía pueden enmarcarse en la siguiente clasificación:
*la energía mecánica, que corrientemente se pone de manifiesto en los movimientos, desplazamiento, etc; puede ser potencial o cinética.
-La energía potencial es la capacidad para efectuar el trabajo que efectúa un cuerpo a su posición o su configuración (por ejemplo un cuerpo que pude caer o un resorte comprimido)
-La energía cinética es la capacidad para efectuar trabajo que posee un cuerpo debido a su estado de movimiento.
* La energía térmica esta presente en la combustión, en el calentamiento por frotamiento, etc.; en muchos casos es una energía de transición.
*la energía química tiene las características de una energía de reserva, que posibilita otras formas de energía. Como ejemplo los elementos depositarlo de energía química, podemos mencionar las pilas y los acumuladores, los combustibles, los músculos, etc.
* La energía eléctrica es una de las más versátiles, su utilización generalizada en todos los campos del que hacer humano se remonta poco mas de un siglo y esta íntimamente ligada al desarrollo del mundo de hoy. La circulación de corriente es una manifestación de la energía eléctrica.
* La energía radiante se presenta bajo la forma de radiaciones electromagnéticas: rayos X, rayos gamma, rayos ultravioletas, rayos infrarrojos, luz visible, etc. La zona visible de la energía radiante corresponde a la energía luminosa.
* La energía nuclear se pone de manifiesto bajo la forma de energía térmica, cuando se produce la fisión de núcleos de elementos químicos pesados como el uranio, o la fusión entre si de núcleos de elementos de peso atómico bajo. Actualmente tiene aplicaciones prácticas solamente la fisión nuclear.
Las energías térmica, química, eléctrica, radiante y nuclear directa o indirectamente se pueden transformar en enrgía mecánica.
Concepto de enrgía. Principios de la termodinámica
No es fácil definir el término energía. En el lenguaje cotidiano la asociamos a características, propiedades, actitudes, comportamientos, actividades, etc. Por ejemplo: decimos un producto alimenticio de gran valor energético. Toda actividad entraña una energía que la sustenta, desde un esfuerzo muscular hasta el funcionamiento de un robot; para la producción de cualquier bien o servicio s requiere “energía”, entendiendo el término energía como capacidad para producir trabajo.
En términos físicos energía es todo lo que directa o indirectamente se puede convertir en trabajo mecánico.
El término energía abarca un conjunto de magnitudes, aparentemente diferentes pero íntimamente relacionadas entre si.
Dentro de la ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor. Dicho de otra forma: la energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, pero en su conjunto permanece estable (o constante).
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